在Linux操作系统中，延时函数是非常重要的功能之一，常常需要用到这个函数来控制各种设备的操作时间间隔。本文将会深入探讨Linux内核延时函数的实现以及应用技巧。通过这篇文章，读者将会对Linux内核延时函数有更加深入的理解，从而可以更好的应用延时函数控制各种设备的操作时间。
Linux内核延时函数的实现
在Linux内核中，延时函数的实现主要是利用内核时钟来完成的。内核时钟是由时钟中断所提供的。内核会在定时器中断到来时执行一些操作，例如更新内核时间戳、执行定时任务等等。由于这个时间间隔非常短，一般为几毫秒，因此内核时钟也被称为“滴答计时器”。
那么，利用内核时钟实现延时函数的具体方法是什么呢？我们可以通过调用延时函数来设置为了一段时间后再执行该函数后面的代码。在内核中，我们可以使用udelay和msleep这两个函数来进行延时操作。
其中，udelay函数可以提供微秒级别的延时，在实现上它主要利用了循环和内核时钟。其实现代码非常简单，代码如下：
void __udelay(unsigned long usecs)
{
unsigned long i;
const unsigned long loops_per_jiffy =
(unsigned long) (loops_per_second() / HZ);
i = usecs * loops_per_jiffy / (1000000 / HZ);
while (i–)
cpu_relax();
}
其中，usecs代表要延时的微秒数，loops_per_jiffy代表内核时钟一次中断所需要执行的循环数，HZ则表示内核时钟的频率。
而另一个常用的延时函数msleep，主要用于提供毫秒级别的延时。其实现也比较简单，具体代码如下：
void msleep(unsigned int msecs)
{
struct timespec ts = {.tv_sec = msecs / 1000,.tv_nsec = (msecs % 1000) * 1000000};
nanosleep(&ts, NULL);
}
其中，nanosleep函数是一个系统调用函数，可以提供纳秒级别的延时，不过在内核源码中，它也可以用来提供毫秒级别的延时。首先通过结构体ts将要延迟的时间转换成纳秒和秒数，然后调用nanosleep函数进行延时。在nanosleep执行过程中，进程会被挂起，直到指定的时间到达。
Linux内核延时函数的应用技巧
在实际的开发中，我们经常需要在设备驱动中使用延时函数来控制各种设备的操作时间，例如等待设备准备好、等待数据发送完成等等。下面让我们来看一下在设备驱动中常常使用的几种延时技巧。
1. 等待硬件准备好后，再继续执行
在驱动中，我们经常需要等待硬件资源就绪后，再执行后面的操作。这种情况下，我们可以采用等待轮询方式。例如，等待设备完成数据发送后再继续执行，可以采用如下方式：
while (i–) {
if (device_is_ready()) {
break;
}
msleep(100);
}
该代码片段中的device_is_ready函数用于判断设备是否准备好，如果设备准备好，则跳出循环，否则每次等待100毫秒。
2. 定时器的使用
在驱动程序中，我们还可以利用定时器来完成一些重要的延时操作。例如，通过定时器来控制数据发送的频率，以免达到峰值之后导致数据发送失败等问题。下面是一个使用定时器完成延时操作的范例代码：
struct timer_list my_timer;
void send_data(struct device *dev, void *data)
{
/* 发送数据 */
/* … */
/* 启动定时器，延时10秒 */
mod_timer(&my_timer, jiffies + (10 * HZ));
}
void timer_fuction(unsinged long arg)
{
/* 每10秒执行一次该函数 */
/* … */
/* 重新启动定时器 */
mod_timer(&my_timer, jiffies + (10 * HZ));
}
int init_module(void)
{
/* 初始化定时器 */
init_timer(&my_timer);
my_timer.function = &timer_function;
/* … */
}
在该代码片段中，我们使用了定时器来控制数据的发送频率，具体来说，在send_data函数中，当数据成功发送后，调用mod_timer函数启动一个定时器，10秒后调用timer_function函数。在timer_function中，我们可以做一些周期性的操作。
延时函数是Linux内核中非常重要的一个功能。在本文中，我们探讨了Linux内核延时函数的实现原理以及应用技巧。了解了延时函数的实现方法和应用技巧，可以帮助我们更好地进行设备驱动开发，从而有效地控制各种设备的操作时间间隔。希望本篇文章对读者有所帮助。
相关问题拓展阅读：
- linux0.11版本中，关于函数do_timer的疑问
- sleep 函数与for延时有什么不同
linux0.11版本中，关于函数do_timer的疑问
void do_timer (long cpl){
…
fn = next_timer->fn;
next_timer->fn = NULL;
next_timer = next_timer->next;
(fn)();
…
}
这个函数中的函数指针是在函数void add_timer(long jiffies, void (*fn)(void))中添加的。这个腔厅函数是供内核使用的，用户空间的函数是不能调用add_timer的，也就是说 do_timer (long cpl)函数中的函数指针只会指向内核里面的函数。
（我去看了linux0.11的源码，用的地方确实只有
Floppy.c (kernel\blk_drv):add_timer(2,&transfer);
Floppy.c (kernel\blk_drv):add_timer(ticks_to_floppy_on(current_drive),&floppy_on_interrupt);
Sched.c (kernel):void add_timer(long jiffies, void (*fn)(void))
Sched.h (include\linux):extern void add_timer(long jiffies, void (*fn)(void));
）
所以的你的“内核不能直接访问用户空州冲间函数问题”是不存在的。
我也是看到了
这个帖子才想到的册圆歼。
刚开始学这个，可能说的不对，多包涵。
楼主你好，我也有相同的困惑，不知道你这个最后找到最终的解释了没？
可以去作者论坛提问 oldlinux.org
sleep 函数与for延时有什么不同
不仅是在Linux下，在任何操作系统禅告族下都是这样
Sleep()是把当前进程挂起，这是不耗CPU的，
如果用For，短时贺弊内，友凯CPU占用会相当高（如果FOR的次数）
你说的是对的。
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